55《電能的輸送》導(dǎo)學(xué)案

1、課時(shí)5.5電能的輸送課程學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 了解輸電導(dǎo)線(xiàn)電能損失的主要原因，知道減少電能損失的兩條途徑2. 理解采用高壓輸電的原因，會(huì)求解輸電導(dǎo)線(xiàn)上的功率損失等問(wèn)題。3. 認(rèn)識(shí)高壓輸電的局限性。4. 樹(shù)立安全用電、節(jié)約用電的社會(huì)意識(shí)。左-知眼記憶與理解頊學(xué)區(qū)不蔚不講諷*itftp*1尊H化知識(shí)體系梳理1. 輸電線(xiàn)路上的電壓損失輸電導(dǎo)線(xiàn)有電阻，電流通過(guò)輸電導(dǎo)線(xiàn)時(shí)，會(huì)在線(xiàn)路上產(chǎn)生電勢(shì)降落，致使輸電線(xiàn)路末端的電壓U3比起始端電壓U2要低，這就是輸電線(xiàn)路上的電壓損失AU=®U2-U3。2. 輸電線(xiàn)上的功率損失任何輸電線(xiàn)都有電阻，存在功率損失。(1) 設(shè)輸電電流為I，輸電線(xiàn)的電阻為R，則輸電線(xiàn)上的功

2、率損失API2R。(2) 設(shè)輸送的電功率為P，輸電電壓為U，輸電線(xiàn)的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)、橫截面積為S、電阻率為p,則輸電電流為P1=七，輸電線(xiàn)電阻R=。輸電線(xiàn)上的功率損失可表示為AP=。3. 減少輸電線(xiàn)上功率損失的辦法從大的方面來(lái)說(shuō)，減少輸電線(xiàn)上功率損失的辦法有兩個(gè)：(1) 減小輸電線(xiàn)的電阻R。減小輸電電流1(或提高輸電的電壓)_、思維璟冗與SWIf、*_SK暑孕區(qū)不不講技世，晚怕4虬ZtfL重點(diǎn)璀點(diǎn)探究主題1：降低輸電損耗的兩個(gè)途徑減小輸電線(xiàn)的電阻是減少輸電導(dǎo)線(xiàn)上的電功率損失的一個(gè)方面。你認(rèn)為有哪些減小輸電線(xiàn)的電阻的辦法？并分析其可行性。(1) 減小輸電線(xiàn)的電流是減少輸電導(dǎo)線(xiàn)上的電功率損失的一個(gè)方面

3、。你認(rèn)為如何才能減小輸電線(xiàn)的電流并討論其可行性。主題2:做一做，說(shuō)一說(shuō)A、B如圖所示的演示實(shí)驗(yàn),A、C與B、D之間是很長(zhǎng)的電阻絲。若把一個(gè)小燈泡接在非?？拷娫吹膬啥?，燈非常亮。問(wèn)題:(1)若把這個(gè)小燈泡接到離電源很遠(yuǎn)的C、D兩端,燈光卻很暗淡，這是為什么呢？(2)如果接入的電阻絲阻值一定，接一只燈時(shí)的亮度和同時(shí)并聯(lián)幾只燈的亮度是否相同？解釋其現(xiàn)象。主題3:從發(fā)電廠(chǎng)到用戶(hù)的輸電線(xiàn)路(1) 我們?nèi)粘Ｉ疃茧x不開(kāi)電，可發(fā)電廠(chǎng)一般都建在火力資源或水力資源豐富的地區(qū)，離用電單位較遠(yuǎn)。那么，從發(fā)電廠(chǎng)到用戶(hù)，完整的輸電線(xiàn)路是什么樣的？請(qǐng)你畫(huà)一個(gè)體現(xiàn)輸電原理的電路圖，將我們要考慮的物理量盡量標(biāo)在上面。(2)

4、 通過(guò)本節(jié)的預(yù)習(xí)，回答以下問(wèn)題。 “提高電壓，降低電流”與歐姆定律矛盾嗎？ 為什么說(shuō)輸電電壓并不是越高越好？ 電網(wǎng)供電的主要好處是什么？第三扃綴Sr®技能鹿用與拓展因孕亂不昧不耕轍刪看化+柯飽裁尊也慕礎(chǔ)智能檢測(cè)1. 遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，在輸送電功率不變的條件下()。A. 只有增大導(dǎo)線(xiàn)的電阻，才能減小電流，提高輸電效率B.提高輸電電壓能減小電流，提高輸電效率C. 提高輸電電壓勢(shì)必增大輸電導(dǎo)線(xiàn)上的能量損耗提高輸電電壓勢(shì)必增大輸電導(dǎo)線(xiàn)上的電流一發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1,發(fā)電廠(chǎng)至學(xué)校的輸電線(xiàn)的電阻為R?，F(xiàn)將發(fā)電機(jī)輸出的電壓直接輸送給學(xué)校，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電流為I,學(xué)校的輸入電壓為U2。下列四個(gè)計(jì)算輸

5、電線(xiàn)的功率損耗的式子中，不正確的是()。A.C.I2RD.|(Ui-U2)2. 輸電導(dǎo)線(xiàn)的電阻為R,輸送電功率為P,現(xiàn)分別用Ui和U2兩種電壓來(lái)輸電，則兩次輸電線(xiàn)上損失的功率之比為()。U1U7U2U13. A.U1：12B.1.2C.Z：ID.U2：Ui圖示為某遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路的示意圖，若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述正確的是()。A.升壓變壓器原線(xiàn)圈中的電流與用戶(hù)的用電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān)B. 輸電線(xiàn)中的電流只由升壓變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比決定C. 當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻減少時(shí)，輸電線(xiàn)上損失的功率會(huì)增大升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓Fjfn_i全新視角拓展拓展一、關(guān)于輸電線(xiàn)功率損

6、耗的計(jì)算1. 在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P,輸送電壓為U,所用導(dǎo)線(xiàn)的電阻率為0橫截面積為S,總長(zhǎng)度為L(zhǎng),輸電線(xiàn)損失的電功率為P',用戶(hù)得到的電功率為P用，則P'和P用的關(guān)系式正確的是()。A.p，=無(wú)b.P'=U%C.P用=P-”LD.P用=P(1-Us)拓展二、遠(yuǎn)距離輸電的綜合分析2. 一臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的電功率為100kW,輸出電壓為250V,現(xiàn)欲向遠(yuǎn)處輸電。若輸電線(xiàn)的總電阻為8Q要求輸電時(shí)輸電線(xiàn)上損失的電功率不超過(guò)輸送功率的5%,并向用戶(hù)輸送220V電壓(1) 試畫(huà)出這次輸電線(xiàn)路的示意圖。當(dāng)輸電線(xiàn)上損失的功率為輸送功率的5%時(shí),輸電所需升壓變壓器和降壓變壓器的原、

7、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比分別為多少？當(dāng)輸電線(xiàn)上損失的功率為輸送功率的5%時(shí)，用戶(hù)得到的電功率是多少？胃網(wǎng)M樣It-Pt,I<ft思維異圖構(gòu)建的情送島壓費(fèi)電并壓變壓器降壓變壓藩晚躊福耗AP=/V*皿="斤學(xué)習(xí)體驗(yàn)分享參考答案課時(shí)5.5電能的輸送知識(shí)體系梳理曰HtU2-U3I2R&'廠(chǎng)6減小輸電線(xiàn)的電阻R減小輸電電流1(或提高輸電的電壓)重點(diǎn)難點(diǎn)探究1.主題1:(1)根據(jù)電阻定律R=p，可知，減小輸電線(xiàn)的電阻的辦法有如下幾種。減小輸電線(xiàn)長(zhǎng)度L。由于輸電距離往往是一定的，所以在實(shí)際應(yīng)用中不大可能用減小L來(lái)減小R,但設(shè)計(jì)電站位置時(shí)可以考慮。 減小電阻率p。電阻率最小的金屬是銀，

8、但價(jià)格昂貴。目前一般用電阻率較小的銅或鋁做導(dǎo)線(xiàn)材料。 增大導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積S。這樣做會(huì)多耗費(fèi)金屬材料，增加成本，同時(shí)給輸電線(xiàn)的架設(shè)帶來(lái)很大困難，增加很大的成本。所以減小輸電線(xiàn)的電阻從而降低輸電損失的效果是非常有限的。另外,如果能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)輸電，那就能直接將這部分輸電損失幾乎降低到零，但目前尚不具備實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)輸電的條件。(2) P根據(jù)功率的公式P=UI可得I方，減小輸電線(xiàn)的電流的辦法有如下幾種。減小輸送功率P。由于發(fā)電站的裝機(jī)容量一定，因此發(fā)電站向外輸送的電功率基本上是一定的，即在實(shí)際中不能以用戶(hù)少用或不用電來(lái)減少輸電線(xiàn)上的功率損失。提高輸電電壓U。在輸送功率一定、輸電線(xiàn)電阻R一定的條件下，輸電電壓提

9、高，輸電線(xiàn)的電流就降低，輸電線(xiàn)上的功率損失也就降低，而且輸電電壓提高到原來(lái)的n倍,輸電線(xiàn)上的功率損失就變?yōu)樵瓉?lái)的/，所以通過(guò)提高輸電電壓來(lái)減小輸電線(xiàn)上的功率損失的方法非常有效。主題2:(1)小燈泡接到離電源很遠(yuǎn)的C、D兩端時(shí)，線(xiàn)路中的電阻大，電流小(或小燈泡兩端得到的電壓小)，燈光就比較暗淡。(2)如果接入的電阻絲阻值一定，并聯(lián)的燈越多(其實(shí)就是用電器越多)，每只燈的燈光就越暗淡。因?yàn)椴⒙?lián)的燈越多，電路中的總電阻越小，干路中的電流越大，電阻絲上損失的電壓(其實(shí)就是輸電線(xiàn)路上損失的電壓)就越大,小燈泡上得到的電壓就越小，所以燈光就越暗淡。主題3:(1)輸電過(guò)程一般要從發(fā)電站開(kāi)始，經(jīng)過(guò)升壓變壓器、

10、高壓變電所、低壓變電所后，才能提供給工廠(chǎng)和一般用戶(hù)，輸電過(guò)程示意圖如圖所示，主要有：發(fā)電機(jī)、升壓變壓器、輸電導(dǎo)線(xiàn)、降壓變壓器、用電器。找電廠(chǎng)W升低萱壓養(yǎng)(2)不矛盾。歐姆定律是對(duì)純電阻耗能元件成立的定律，而“提高電壓，降低電流”是從輸送角度，由P=IU，且在P一定的條件下得出的結(jié)論，兩者沒(méi)有聯(lián)系。 高壓輸電既能減少功率損失，也能減少電壓損失，但在實(shí)際輸送電能時(shí)，還需綜合考慮各種因素(如安全性、經(jīng)濟(jì)性等)，依照不同的情況選擇合適的輸電電壓。電網(wǎng)供電的好處：可以設(shè)計(jì)建設(shè)大容量的發(fā)電機(jī)組，降低一次能源的運(yùn)輸成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益；可以減小斷電的風(fēng)險(xiǎn)，調(diào)劑不同地區(qū)電力供需的平衡，保障供電的質(zhì)量；可以

11、根據(jù)火電、水電、核電的特點(diǎn)，合理地調(diào)度電力，使電力供應(yīng)更加可靠，質(zhì)量更高。(說(shuō)出一兩點(diǎn)就可)基礎(chǔ)智能檢測(cè)B2.A3.C4.C全新視角拓展1.BD【解析】輸電線(xiàn)電阻R=p*輸電電流1=七故輸電線(xiàn)上損失的功率為P'=|2R=e)2d"七，用戶(hù)得到的電功率為P用=P-P'=P(1電功率為P用=P-P'=P(11. (1)如圖所示(3) 116190：1195kW【解析】(1)由于是大功率、遠(yuǎn)距離輸電。為了減少輸電線(xiàn)路損失的電能，所以要采用高壓輸電。電能送到用戶(hù)以前，再用降壓變壓器向用戶(hù)輸送220V電壓。畫(huà)出其輸電線(xiàn)路的示意圖如圖所示。由于P1=P2故Pr=5%XP1=5%X100kW=5X103W故通過(guò)輸電線(xiàn)的電流為A